Master Degree / Yüksek Lisans Tezleri
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/3008
Browse
Search Results
Master Thesis Machine-learning-assisted de novo design of molybdenum disulfide binding peptides(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Öğüt, Alp Deniz; Yücesoy, Deniz Tanıl; Apaydın, Mehmet Serkan; Yücesoy, Deniz Tanıl; Apaydın, Mehmet Serkan; 03.05. Department of Electrical and Electronics Engineering; 03.01. Department of Bioengineering; 03. Faculty of Engineering; 01. Izmir Institute of TechnologyKısa amino asit zincirleri, peptitler, biyolojik süreçler ve yüksek teknoloji uygulamaları için vazgeçilmez moleküllerdir. Geniş kullanım alanları arasında, moleküler tanıma özelliği ile bio-nano arayüzler oluşturmak ilgi toplayan bir araştırma konusu olmuştur. Yapılan çalışmalar sonucunda yönlendirilmiş evrim metodolojileri oluşturulmuş ve çeşitli hedeflere -enzim, antijen veya inorganik yapılar- bağlanan fonksiyonel peptit tanısı mümkün hale gelmiştir fakat bu geleneksel yaklaşım ölçeklenebilirlik ve sekans uzayındaki ilişkilerin anlaşılması konusunda zayıflıklar taşımaktadır. Bu zafiyetler, yüksek çıktılı sekanslama ve hesaplama verimlerinin artması ile beraber derin yönlendirilmiş evrim gibi daha güçlü teknolojilerinin geliştirilmesini motive etmiştir. Bu yöntemle üretilen büyük veri setleri, sekans-fonksiyon ilişkilerinin makine öğrenmesi ile modellenebilmesinin önünü açmıştır. Bu tezin amacı bu veri setlerine uygun bir makine öğrenmesi akışı oluşturmaktır. Bu düzlemde Random Forest algoritması ve derin nöral ağlar kullanılmış, eğitilen modellerin bağlanma puanı öngörüleri beraber kullanıldığında mutlak hata sırasıyla, 0.0304, Pearson korelasyon ölçütü 0.904 olarak elde edilmiştir. Bu modelleri kullanarak rastgele arama ve tekrarlayan optimizasyonlar ile güçlü bağlanan örnek bir peptit tasarlanmıştır. Bulgular alan bilgisinin makine öğrenme modeli eğitimdeki yerini vurgulamış, kullanılan örnek ağırlıklarının ve semantik amino asit vektörlerinin başarıya önemli katkıları gözlemlenmiştir. Bu çalışma çeşitli fonksiyonlara sahip peptit tasarlayabilen bir platform oluşturabilmek için temel noktaları göz önüne serer.Master Thesis The Morphology and Kinetics Control of Calcium Phosphate Mineralization Using Tiny Enzymes Identified Through Deep-Directed Evolution(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Çelik, Nursevim; Yücesoy, Deniz Tanıl; Yücesoy, Deniz Tanıl; 03.01. Department of Bioengineering; 03. Faculty of Engineering; 01. Izmir Institute of TechnologyBiyomineralizasyon çeşitli organizmalarda inorganik iyonların organik protein molekülleri ile birlikte koordineli bir şekilde çökelmesine ve büyümesine rehberlik eden temel biyolojik olgudur. İnsanlar başta olmak üzere omurgalılarda kemik ve diş omurgasızlarda yumuşakçaların kabukları gibi sert dokularının oluşumu biyomineralizasyonun bir parçasıdır. Biyomineralizasyonun etkili yönetimi, vasküler kalsifikasyon gibi istenmeyen oluşumları önlemek ve kemik ve diş remineralizasyonu gibi faydalı süreçleri teşvik etmektir. Biyomineralizasyonunda yer alan moleküler mekanizmaların ve düzenleyici yolların anlaşılması, tıbbi ve dental araştırmaların, terapötik müdahalelerin ve biyomimetik materyal tasarımının ilerletilmesi için gereklidir. Bu sürecin temeli, belirli özelliklere ve işlevlere sahip mineral malzemelerin oluşumunun morfolojisinin ve kinetiğinin hassas bir şekilde kontrol edilmesini içerir. Bu tez, derin yönlendirmeli evrim yoluyla tanımlanan küçük enzimler kullanarak kalsiyum fosfat mineralizasyonunun morfolojisini ve kinetiğini kontrol etmeyi amaçlamaktadır. Kalsiyum fosfat minerallerinin mineralizasyon kinetiğini ve morfolojisini önemli ölçüde yönlendirerek kontrol eden kısa dizili peptitleri (12 amino asit) fizyolojik bir ortamdan seçmek için bir peptit-faj kütüphanesi kullanılmıştır. Mineralizasyon süreci üzerindeki dinamik etkileri bilinen, pH, sıcaklık ve molarite gibi değişkenlerin mineralizasyon için en uygun koşulları yinelemeli deneylerle ayarlanmıştır. Bu peptitlerin varlığında hidroksiapatit kristallerinin oluşumu yapısal karakterizasyon için kullanılan SEM, XRD ve FTIR analizleri ile kanıtlanmıştır. Kinetik ölçümler, bu peptitlerin fizyolojik koşullar altında kalsiyum fosfat mineralizasyonunu yaklaşık bir kat daha hızlı katalize ettiği kinetik ölçümler ile ortaya koymuştur. Mineral kristalleri üzerinde etkisi doğrulanan bu peptitler diş jelleri, diş macunu formülasyonları ve kemik rejenerasyonu tedavileri gibi klinik ürünlerin geliştirilmesi için potansiyel taşımaktadır.Master Thesis High-Throughput Selection of Mineralizing Peptides(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Çulha, Gizem; Toptan, Fatih; Yücesoy, Deniz Tanıl; Toptan, Fatih; Yücesoy, Deniz Tanıl; 03.01. Department of Bioengineering; 03.09. Department of Materials Science and Engineering; 03. Faculty of Engineering; 01. Izmir Institute of Technology3,4 milyar yılı aşkın protein evrimi boyunca Doğa Ana, biyomineral oluşumunu düzenleyen ve kontrol eden moleküler yollar geliştirmiştir. Biyolojik sert dokuların mükemmel hiyerarşik yapıları ve çok işlevli özellikleri uzun süredir malzeme bilimcilerine ve mühendislerine ilham kaynağı olmuştur. Proteinler tarafından sentezlenen bu doğal kompozitler, inorganik katıların çekirdeklenmesini ve büyümesini kolaylaştırır ve böylece organizmalarda mineral oluşumunu yönlendirir. Biyomineralizasyon yaşam için gerekli olmasına rağmen; düzensizliği önemli sağlık sorunlarına yol açabilir. Bu nedenle, bu mekanizmayı anlamak anormal mineral birikimiyle ilişkili hastalıklara yönelik tedavilerin geliştirilmesi açısından çok önemlidir. Nano ölçekte biyolojiden ilham alan bu tezin amacı, derin yönelimli evrim yaklaşımıyla doğal proteinlere benzer şekilde hidroksiapatit (HAp) mineralizasyonunu yönetebilen kısa katalitik peptitleri tanımlamaktır. Sonuçlarımız, benzersiz dizilere sahip peptitlerin tanımlandığını gösterdi. XRD ve FTIR analizleri yoluyla yapılan yapısal karakterizasyon, bu peptitlerin varlığında hidroksiapatit oluşumunu doğruladı. Bununla birlikte, kinetik ölçümler bu peptitlerin fizyolojik koşullar altında kalsiyum fosfat mineralizasyonunu on beş kat daha hızlı katalize ettiğini ortaya çıkardı. Bu peptitlerin, kalsiyum ve fosfat ile desteklenmiş sulu ortamda sergilediği hızlı mineralizasyon kinetiği, demineralize olmuş dokuların onarılması ve patolojik biyomineralizasyon ile ilişkili hastalıkların tedavisi için güçlü bir potansiyele işaret etmektedir. Aynı zamanda, bu peptit dizileri, diş jelleri ve diş macunu formülasyonları dahil olmak üzere klinik ürünlerin geliştirilmesinde, kemik rejenerasyonu tedavilerinde ve kontrollü mineralizasyonun önemli olduğu diğer tıbbi uygulamalarda temel unsurlar olarak hizmet edebilir